新高考适用2024版高考生物一轮总复习必修1分子与细胞第4单元细胞的生命历程第3讲细胞的分化衰老和死亡课件

这是一份新高考适用2024版高考生物一轮总复习必修1分子与细胞第4单元细胞的生命历程第3讲细胞的分化衰老和死亡课件，共60页。PPT课件主要包含了结构和生理功能，不可逆性，专门化，有机体，其他各种，细胞核，程序性死亡，自然更新，病理性刺激等内容，欢迎下载使用。
第四单元　细胞的生命历程
第3讲　细胞的分化、衰老和死亡
考点一　细胞的分化与细胞的全能性
提醒：①细胞分化程度越高，细胞分裂的能力就越低。②分化的细胞不一定不再进行分裂，如B淋巴细胞，接受抗原和细胞因子刺激后仍可再分裂。③同一个体不同类型的分化细胞内，遗传物质相同，mRNA和蛋白质并非完全不同。
提醒：①全能性表达的标志：细胞发育成完整有机体或分化成其他各种细胞。②种子萌发长成新植株并没有体现细胞的全能性，因为种子的胚本身就是植株的幼体，其萌发长成植株是正常发育的过程。
3．干细胞(1)概念：动物和人体内仍保留着少数具有_______________能力的细胞，这些细胞叫作干细胞。
提醒：并非所有干细胞都要发生分化。干细胞分裂后一部分细胞发生分化，成为具有特定功能的组织细胞；还有一部分保持分裂能力，用于干细胞本身的自我更新。
易错整合，判断正误。(1)细胞分化普遍发生在单细胞生物和多细胞生物个体中。(　　)(2)同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同。(　　)(3)蛙的红细胞和人的红细胞形态不同的原因是基因选择性表达的结果。(　　)
(4)同一细胞内往往含有不同的蛋白质，这是基因选择性表达的结果。(　　)(5)造血干细胞分化出各种血细胞体现了细胞的全能性。(　　)(6)胚胎干细胞与胰腺腺泡细胞发育的全能性相同。(　　)
1．为什么已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性？提示：已分化的动物体细胞的细胞核中含有该动物几乎全部的遗传物质(少数遗传物质存在于线粒体的DNA中)。2．为什么可以利用干细胞培养组织、器官来修复受到损伤的组织、器官？提示：因为干细胞具有分裂、分化的能力，可培养出组织或器官。
3．人的胰岛B细胞和神经细胞的核基因的种类和数量是相同的，请分析原因：_____________________________________________，不同体细胞在形态、结构和生理功能上不同的根本原因是基因的选择性表达，直接原因是细胞中的蛋白质不同。
因为都是由同一个受精卵经有丝分裂而形成的
1．细胞分化的关键点(1)从不同水平理解细胞分化
(2)细胞分化的“改变”与“不变”①不变：DNA、细胞的数目，tRNA、rRNA的种类。②改变：mRNA、蛋白质的种类，细胞的形态、结构和生理功能。(3)分化细胞表达的基因①管家基因：所有细胞均表达的一类基因，其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。②奢侈基因：不同类型细胞特异性表达的一类基因，其产物赋予不同细胞特异性的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因。
2．细胞分化与全能性的比较
考向　以细胞分化为载体，考查生命观念(2021·天津卷)动物正常组织干细胞突变获得异常增殖能力，并与外界因素相互作用，可恶变为癌细胞。干细胞转变为癌细胞后，下列说法正确的是(　　)A．DNA序列不变B．DNA复制方式不变C．细胞内mRNA不变D．细胞表面蛋白质不变
解析：干细胞转变为癌细胞是基因突变导致的，DNA序列发生改变，A错误；干细胞恶变前后，DNA复制方式都为半保留复制，B正确；干细胞转变为癌细胞后，基因的表达情况发生改变，细胞内mRNA改变，C错误；干细胞转变为癌细胞后，细胞表面糖蛋白会减少，D错误。
┃┃归纳提示►细胞分化的标志(1)分子水平：合成了某种细胞特有的蛋白质，如血红蛋白、唾液淀粉酶、胰岛素等。(2)细胞水平：形成了不同种类的细胞。
〔变式训练〕1．(2023·龙岩模拟)研究人员用三种基因探针，对某转基因奶牛的乳腺细胞、口腔上皮细胞、蹄部细胞中提取的mRNA进行分子杂交，结果如表所示。下列叙述错误的是(　　)
A.人干扰素基因可在转基因奶牛的多种体细胞中表达B．可用mRNA逆转录产生的cDNA制作相应基因的探针C．用上述探针分别检测三种细胞的DNA，都会出现杂交带D．胰岛A细胞中的mRNA能与胰岛素基因探针形成杂交带
解析：人干扰素基因探针在多种细胞中出现杂交带，说明人干扰素基因可在转基因奶牛的多种体细胞中表达，A正确；可用mRNA逆转录产生的cDNA制作相应基因的探针，B正确；用上述探针分别检测三种细胞的DNA，都会出现杂交带，C正确；胰岛素基因在胰岛A细胞中不能表达，故胰岛A细胞中的mRNA不能与胰岛素基因探针形成杂交带，D错误。
考向　围绕细胞全能性与干细胞的应用，考查社会责任(2023·济南模拟)干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞，具有很强的分裂能力，在一定条件下，还可以分化成其他类型的细胞。成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞，包括造血干细胞、神经干细胞等。下列叙述正确的是(　　)
A．成体干细胞的分化程度低于胚胎干细胞，分裂能力高于胚胎干细胞B．骨髓移植治疗白血病利用了造血干细胞分化形成各种血细胞的能力C．与小肠上皮细胞相比，同一个体胚胎干细胞中端粒酶的活性弱D．成体干细胞中基因都不表达时，细胞开始凋亡
解析：成体干细胞的分化程度高于胚胎干细胞，分裂能力低于胚胎干细胞，A错误；骨髓移植治疗白血病利用了造血干细胞分化成各种血细胞的能力，B正确；同一个体胚胎干细胞中端粒酶比小肠上皮细胞的活性强，C错误；细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，所以细胞凋亡时，基因也表达，D错误。
┃┃归纳提示► “三看”法确认细胞“全能性”
〔变式训练〕2．(2023·山东莱州开学考)理论上来说，正常的植物细胞都具有全能性。下列有关植物细胞全能性的叙述，错误的是(　　)A．植物细胞具有全能性的原因是细胞中含该物种全套的遗传信息B．一般来说，植物体内分化程度越高的体细胞，其全能性越低C．一粒玉米种子发育成完整植株的过程体现了植物细胞的全能性D．花药在体外被诱导成完整的单倍体植株不能体现体细胞全能性
解析：玉米种子不是一个细胞，由胚发育成个体是正常的生长发育，而不是细胞全能性的体现，C错误。
考点二　细胞的衰老和死亡
1．细胞衰老(1)细胞衰老的特征①代谢的变化
②细胞核的变化：体积____、核膜内折，染色质____、染色加深。(2)分析细胞衰老的原因①自由基学说
(3)细胞衰老和个体衰老的关系
2．细胞的死亡(1)细胞凋亡
易错整合，判断正误。(1)细胞衰老时，细胞体积和细胞核体积均减小。(　　)(2)衰老细胞内染色质收缩影响DNA复制和转录。(　　)(3)细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。(　　)(4)细胞凋亡和细胞坏死受环境的影响，不受机体控制。(　　)
1．端粒酶是延长端粒的一种酶，是由RNA和蛋白质组成的核糖核蛋白复合体，属于逆转录酶。它以自身的RNA作为端粒DNA复制的模板，合成出DNA序列后添加到染色体的末端并与蛋白质结合，从而来稳定染色体的结构。据此从染色体水平分析癌细胞无限增殖的原因。提示：癌细胞能激活端粒酶活性，合成出DNA序列后添加到染色体的末端并与蛋白质结合，从而来稳定染色体的结构。
2．细胞自噬就是细胞的吞噬作用吗？细胞自噬有什么意义？提示：细胞自噬不是细胞的吞噬作用。细胞自噬通俗地说，就是细胞吃掉自身的结构和物质。在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用，这就是细胞自噬；而细胞吞噬是生物体内的某些特定细胞识别异物并将其吞入和消灭。处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量；在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，通过细胞自噬，可以清除受损或衰老的细胞器，以及感染的微生物和毒素，从而维持细胞内部环境的稳定。
2．细胞凋亡和细胞坏死的区别
考向　结合细胞衰老的特征、原因及意义，考查分析判断能力(2023·江苏模拟)自由基学说是一种细胞衰老假说。如图是自由基学说示意图，下列有关叙述正确的是(　　)
A．自由基可能引起细胞衰老，一定不会引起细胞癌变B．由图可知，过程②、①的作用效果属于负反馈调节C．若过程③攻击的是酪氨酸酶，则会引起人体患白化病D．过程④可能导致细胞膜上蛋白质的种类或数量发生改变
解析：由图可知，自由基攻击DNA导致基因突变，有可能导致细胞癌变，A错误；过程②的作用效果促进过程①，属于正反馈调节，B错误；若过程③攻击的是酪氨酸酶，导致酶活性降低，黑色素合成减少，头发变白，而白化病是由于酪氨酸酶基因异常导致，C错误；过程④使DNA分子中的基因碱基对缺失或替换，导致遗传信息发生改变，可能导致细胞膜上蛋白质种类或数量发生改变，D正确。
〔变式训练〕3．(2023·山东济宁期末)2019年《自然》杂质发表文章：年轻小鼠胶原蛋白COL17A1基因表达水平较低的干细胞比表达水平高的干细胞容易被淘汰，这一竞争有利于维持皮肤年轻态。随着年龄的增长，胶原蛋白COL17A1基因表达水平较低的干细胞增多，以下分析正确的是(　　)
A．年轻小鼠COL17A1基因表达水平较高的干细胞较多，无衰老皮肤细胞B．COL17A1基因含量的高低，可作为判断皮肤是否衰老的依据C．老年小鼠COL17A1基因的表达水平较低，与许多酶的活性下降有关D．皮肤干细胞能分化为表皮细胞，说明皮肤干细胞具有全能性
解析：虽然年轻小鼠COL17A1基因的表达水平较高，但也有衰老皮肤细胞，A错误；据题干信息“随着年龄的增长，胶原蛋白COL17A1基因表达水平较低的干细胞增多”可知，COL17A1基因的表达水平的高低(而不是基因含量的高低)可以作为判断皮肤是否衰老的依据，B错误；基因的表达过程中需要多种酶参与，所以老年小鼠COL17A1基因的表达水平较低，与许多酶活性下降有关，C正确；皮肤干细胞能分化为表皮细胞，不能说明皮肤干细胞具有全能性，D错误。
考向　考查细胞死亡的方式 一定范围内，胃癌细胞的凋亡率随蜂毒素浓度的增大而上升。如图表示胃癌细胞在不同浓度的蜂毒素培养液中培养一定时间后凋亡基因Bax、Bcl－2的表达率。下列推测错误的是(　　)
A．由图可知，胃癌细胞凋亡是基因与环境共同作用的结果B．蜂毒素培养液中的胃癌细胞凋亡是基因引起的细胞发育中的必然步骤C．一定浓度的蜂毒素能诱导胃癌细胞凋亡且随蜂毒素浓度增大诱导效应增强D．蜂毒素可通过促进Bax基因的表达率和抑制Bcl－2基因的表达率来诱导胃癌细胞凋亡
解析：由图可知，胃癌细胞凋亡是基因与环境共同作用的结果，A正确；由图可知，在一定浓度范围内，随着蜂毒素浓度升高，Bax基因表达率上升、Bcl－2基因表达率下降、胃癌细胞凋亡率升高，说明蜂毒素诱导胃癌细胞凋亡与Bax基因、Bcl－2基因的表达有关，胃癌细胞凋亡是基因引起的细胞凋亡中的步骤，B错误；分析题图可知，一定浓度的蜂毒素能诱导胃癌细胞凋亡，并随蜂毒素浓度增大诱导效应增强，C正确；分析题图可知，在一定的浓度范围内，蜂毒素能促进Bax基因的表达率、抑制Bcl－2基因的表达率，可以推测蜂毒素可通过促进Bax基因的表达率和抑制Bcl－2基因的表达率来诱导胃癌细胞凋亡，D正确。
〔变式训练〕4．(2023·四川成都七中诊断)细胞自噬是真核生物细胞内普遍存在的一种自稳机制，如下图所示。它是通过对细胞内受损的蛋白质、细胞器或入侵的病原体进行降解并回收利用实现的。下列叙述错误的是(　　)
A．细胞器a源自高尔基体，需借助单位膜的融合发挥功能B．细胞自噬受到自噬基因的调控，对细胞内物质的降解具有特异性C．丙肝病毒感染的肝细胞中出现自噬泡大量堆积现象，会导致细胞内代谢废物和垃圾增多D．饥饿状态下酵母菌的自噬作用增强，将自身物质或结构降解后作为细胞呼吸的原料
解析：细胞自噬受到自噬基因的调控，但细胞自噬对物质的降解没有特异性，细胞内衰老的结构或废物都会被降解，B错误。
1．(2022·浙江卷)下列关于细胞衰老和凋亡的叙述，正确的是(　　)A．细胞凋亡是受基因调控的B．细胞凋亡仅发生于胚胎发育过程中C．人体各组织细胞的衰老总是同步的D．细胞的呼吸速率随细胞衰老而不断增大
解析：细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡的过程，A正确；细胞凋亡贯穿于整个生命历程，B错误；人体生长发育的不同时期均有细胞的衰老，C错误；细胞衰老时呼吸速率减慢，新陈代谢减慢，D错误。
2．(2022·河北卷改编)骨骼肌受牵拉或轻微损伤时，卫星细胞(一种成肌干细胞)被激活，增殖、分化为新的肌细胞后与原有肌细胞融合，使肌肉增粗或修复损伤。下列叙述错误的是(　　)A．卫星细胞具有自我更新和分化的能力B．肌动蛋白在肌细胞中特异性表达，其编码基因不存在于其他类型的细胞中C．激活的卫星细胞中，多种细胞器分工合作，为细胞分裂进行物质准备D．适当进行抗阻性有氧运动，有助于塑造健美体型
解析：由题干信息“卫星细胞被激活，增殖、分化为新的肌细胞后与原有肌细胞融合”可知，卫星细胞具有自我更新和分化的能力，A正确；因为同一个体的所有细胞最初均来源于受精卵，所以遗传物质相同，肌动蛋白在肌细胞中特异性表达，其编码基因也存在于其他类型的细胞中，只是没有在其他类型细胞中表达，B错误；卫星细胞被激活后会进行增殖、分化，所以激活的卫星细胞中，多种细胞器分工合作，为细胞分裂进行物质准备，如核糖体会合成蛋白质等，C正确；根据题干信息可知，适当进行抗阻性有氧运动，骨骼肌受牵拉，可以激活卫星细胞，最后达到使肌肉增粗的作用，有助于塑造健美体型，D正确。
3．(2021·浙江1月选考)秀丽新小杆线虫发育过程中某阶段的体细胞有1 090个，而发育成熟后体细胞只有959个。体细胞减少的原因是(　　)A．细胞凋亡　　　　　　B．细胞衰老C．细胞癌变 　 D．细胞分裂
解析：细胞凋亡是正常的生命现象，秀丽新小杆线虫个体发育过程中有细胞凋亡发生。秀丽新小杆线虫发育过程中某阶段的体细胞有1090个，而发育成熟后体细胞只有959个，体细胞减少是细胞凋亡导致的，A正确；细胞衰老会导致细胞大小和形态改变，但细胞数目不会减少，衰老细胞的清除是通过细胞凋亡实现的，B错误；癌变的细胞会导致细胞具有无限增殖的能力，导致细胞数目增多而非减少，C错误；细胞分裂会导致细胞数目增多而非减少，D错误。
4．(2021·广东卷)研究表明，激活某种蛋白激酶PKR，可诱导被病毒感染的细胞发生凋亡。下列叙述正确的是(　　)A．上述病毒感染的细胞凋亡后其功能可恢复B．上述病毒感染细胞的凋亡不是程序性死亡C．上述病毒感染细胞的凋亡过程不受基因控制D．PKR激活剂可作为潜在的抗病毒药物加以研究
解析：被病毒感染的细胞凋亡后，丧失其功能且不可恢复，A错误；细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，是程序性死亡受基因控制，B、C错误；由题意可知，激活蛋白激酶PKR，可诱导被病毒感染的细胞发生凋亡，故PKR激活剂可作为潜在的抗病毒药物加以研究，D正确。
5．(2021·河北卷)关于细胞生命历程的叙述，错误的是(　　)A．细胞凋亡过程中不需要新合成蛋白质B．清除细胞内过多的自由基有助于延缓细胞衰老C．紫外线照射导致的DNA损伤是皮肤癌发生的原因之一D．已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性
解析：细胞凋亡是指由基因决定的细胞自动结束生命的过程，细胞凋亡过程中有控制凋亡的基因表达，需要新合成蛋白质，A错误；在生命活动中，细胞会产生自由基，自由基会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子，导致细胞衰老，所以清除细胞内过多的自由基有助于延缓细胞衰老，B正确；细胞癌变的原因是原癌基因和抑癌基因发生突变，紫外线是一种物理致癌因子，紫外线照射会导致DNA损伤，引起基因突变，导致细胞癌变，是皮肤癌发生的原因之一，C正确；克隆羊“多莉”的诞生、以及我国科学家于2017年获得的世界上首批体细胞克隆猴“中中”和“华华”，就是将体细胞核移植到去核的卵细胞中培育成的，说明已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性，D正确。
6. (2021·山东卷)细胞内分子伴侣可识别并结合含有短肽序列KFERQ的目标蛋白形成复合体，该复合体与溶酶体膜上的受体L结合后，目标蛋白进入溶酶体被降解。该过程可通过降解α－酮戊二酸合成酶，调控细胞内α－酮戊二酸的含量，从而促进胚胎干细胞分化。下列说法错误的是(　　)A．α－酮戊二酸合成酶的降解产物可被细胞再利用B．α－酮戊二酸含量升高不利于胚胎干细胞分化C．抑制L基因表达可降低细胞内α－酮戊二酸的含量D．目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的功能
解析：被溶酶体分解后的产物，如果对细胞有用的物质，细胞可以再利用，废物则被排出细胞外。α－酮戊二酸合成酶本质为蛋白质，水解成氨基酸后可以被细胞再利用，A正确；通过题干可知α－酮戊二酸合成酶被溶酶体降解之后，细胞内的α－酮戊二酸无法合成含量会降低，从而促进干细胞分化；则α－酮戊二酸含量升高，会抑制细胞干细胞分化，B正确；抑制L基因表达，则溶酶体膜上的受体L无法合成，分子伴侣与α－酮戊二酸合成酶形成的复合物无法进入溶酶体被降解，则α酮戊二酸合成酶含量增加，催化细胞内α－酮戊二酸合成使其含量增加，C错误；目标蛋白进入溶酶体的过程，体现了生物膜具有物质运输的功能。
7．(2020·江苏卷)下列关于细胞生命活动的叙述，正确的是(　　)A．高度分化的细胞执行特定的功能，不能再分裂增殖B．癌变细胞内发生变异的基因都不再表达C．正常组织细胞在体外长时间培养，一般会走向衰老D．凋亡细胞内有活跃的基因表达，主动引导走向坏死
解析：高度分化的细胞能执行特定的功能，但也可能继续分裂增殖，如性原细胞能进行有丝分裂和减数分裂，A错误；癌变细胞是由原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而形成，发生突变的基因仍能表达，B错误；正常组织细胞在体外长时间培养，细胞分裂达到一定次数后一般都会走向衰老，C正确；细胞凋亡是由基因控制的程序性死亡，细胞坏死与细胞凋亡不同，它是在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡，D错误。
8．(2020·浙江7月选考)下列与细胞生命活动有关的叙述，正确的是(　　)A．癌细胞表面粘连蛋白增加，使其容易在组织间自由转移B．高等动物衰老细胞的线粒体体积随年龄增大而减小，呼吸变慢C．高等植物胚胎发育过程中，胚柄的退化是通过细胞程序性死亡实现的D．愈伤组织再分化形成多种类型的细胞，这些细胞中mRNA的种类和数量相同